王爽 汇编（上）

• 前置知识

关于8086CPU的介绍：

CPU将CS、IP中的内容当作指令的段地址和偏移地址,用它们合成指令的物理地址。

8086CPU中的寄存器：（汇编指令一般都是对寄存器进行操作）
该CPU一共有14个寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW都是16位。

通用寄存器：用来存放一般性数据（总共16位，分为高8位和低8位，这也导致了在对寄存器进行操作时，两个寄存器的位数要相同，运算对象的类型要匹配）。

AX、BX、CX、DX

可以想想如果运算时，有两个问题：1.运算对象的类型不匹配；2.结果越界
怎么办？

段寄存器：提供内存单元的段地址。8086CPU有四个段地址寄存器，由于硬件设计，8086CPU不支持直接将数据送入段寄存器的操作。
对段地址有疑问的移步此：cpu访问内存为什么要段？分段的好处之一就是对同一段内存可以有多种表示方法。

CS	DS	SS	ES 

• debug中的指令

R命令查看或改变CPU寄存器的值：

// 查看
-r
//修改
-r [某寄存器]
-r ax

如图所示，AX寄存器的值已经被我们修改为2222 H。

D命令查看内存中的内容：

查看内存10000H处的内容

d 段地址：偏移地址
-d 1000:0
//指定d命令的查看范围 d 段地址：起始偏移地址 结尾偏移地址
//列出地址从10000H开始的共9个内存单元
-d 1000:0 9

该命令将列出从指定内存开始的128个内存单元的内容。左边是每行的起址，中间是内容，右边是对应的ASCII码字符，如果没有对应的ASCII字符，则用"."表示。

黄色线从右到左为汇编，红色线从左到右为反汇编。

E命令修改内存中的值：

-e 起始地址 数据 数据 数据...

写入字符：


写入字符串：

用E命令向内存中写入机器码，用U命令查看内存中机器码的含义，T命令执行内存中的机器码：
可以看到，内存中的指令和数据并没有差别。

还未修改时寄存器的值：

要用T命令执行我们写到1000:0的指令，必须使CS:IP指向1000：0。我们使用R命令分别修改CS和IP，使得CS:IP的值为1000:0。

执行T命令后，CPU执行CS:IP指向的指令，所以第一条指令被执行，即mov ax 0001。指令执行后，ax的值被修改，并且CS:IP指向下一条指令IP=IP+3（因为第一条指令的长度为3个字节）。我们还发现一条指令被完整的取出。

继续执行T命令，查看cpu中寄存器的变化。

执行最后一条指令：

使用Debug的A命令以汇编指令的形式写入指令：

Debug将汇编指令翻译为对应的机器指令，并将机器码写入内存。

• 第二章实验：

题目要求看书，这里给出答案。
（1）：

修改CS:IP的的指向：

使用T命令执行指令：注意观察每条指令执行后cpu中寄存器的变化。

CS:IP的指向为当前要执行的指令，所以使用T命令执行命令前，要先将CS:IP的值设置为要执行指令的地址，IP值（单位字节）的变化与当前执行的指令长度有关，执行完当前指令后IP的值自动增加。



（2）：
jmp指令可以使CS:IP跳转到我们想去的地方，循环语句的实现。

结果为100H，共循环8次。

（3）显卡的生产日期

1992年1月1日？？？wtf！！这不是老古董了吗？后来，经过博主查阅后，这个数据原来模拟出来的，感兴趣的小伙伴可以自行搜索一波。
修改值：
由于该区为rom区，所以写入的数据不会改变该地址里的内容。

（4）可知b8100h在显存地址空间，所以在里面写的数据会被读取并解析成相应的屏幕信息，所以就可以看到屏幕显示东西了。

DS和[address]：
[address]：内存的偏移地址。要访问内存，仅有偏移地址是不够的，指令执行时，8086CPU会自动取DS中的值作为段地址。
DS：保存内存单元的段地址（默认）。

指令执行前（已将CS:IP的指向修改为当前要执行指令的地址）

执行后：

关于栈：

push和pop指令：push指令时，栈地址从高到低，SP-2；pop指令时，栈地址从低到高，SP+2。因为8086CPU是16位结构，push时一次传输的数据只能是两个字节，所以SP固定减2。

CPU8086CPU并不知道栈的空间有多大，我们自己要保证操作时不会发生越界。
在执行push和pop指令的时候，8086CPU提供SS:SP寄存器来保存栈顶的段地址和偏移地址。任意时刻，SS:SP指向栈顶元素。

实验：（愚蠢的博主把代码段和栈段写在同一段空间了…）不过这也体现出分段的重要性。

我们还发现，用来当栈的这段空间被用来存放一些寄存器的数据了…我们暂时先不管，后面会揭晓。
正确版：

执行结果：


红线部分：在执行完mov ss,ax这条指令后，SS和SP的都一起改变了，但是mov sp,0010这条指令我们并没有执行过呀，在书中说到这涉及到中断机制，所以我们暂且不去了解，只要知道Debug的T命令在执行修改寄存器SS的指令时，下一条指令也紧接着被执行。
橙线部分：在push指令未执行前，SS:SP的指向为栈空间最高地址单元的下一个单元，即1000:10。在执行完push指令后，SP-2，SS:SP的值为1000:0C。经过两次push和两次pop后，SS:SP又重新指向栈底的前一个单元即1000：10了。

• 汇编程序

伪指令：

segment 和 ends是一对成对使用的伪指令，功能是定义一个段。使用格式为： 段名 segment … 段名 ends。
end:汇编程序的结束标记。
assume:请简单记住用于将代码段和CPU中的段寄存器CS联系。格式 assume cs:段名。

程序的编辑，编译与连接：

使用DOS下的edit编辑源程序：

编译：在DOS下输入masm，运行masm。由于博主的编写asm文件的与masm放在同一个文件夹，所以只需要输入文件名即可。

如果与masm不在同一个目录，且文件后缀是txt，则需要加上完整路径和文件的后缀。

由于当前已在masm目录下，所以我们只需写上接下来的路径，否则找不到。还有查询过后发现，在DOSBOX中只有mount过的盘符才存在。 如果你mount的是C盘，但你的源程序在D盘，那么你输入的路径以D盘开头是无效的，应切换为C盘。编译过后的文件都与masm程序在同一个目录（如果没指定的话）。
连接：

连接的好处：

快速的编译和连接：（忽略中间文件的生成）

exe文件的执行：

跟踪程序的执行过程：

使用debug调试程序

DS寄存器存放着程序所在内存区的段地址。
CX存放的是程序的长度。
CS=DS+10H
程序被装入内存的哪个位置？详细见书。
程序的物理地址：SA+10H:0

在执行int 21 指令时，使用p命令。

• 第三章实验：注意观察栈顶指针的变化

查看PSP内存单元中的内容：发现psp中也存放了程序的相关内容。

[BX] 和loop指令：

[BX]表示偏移地址在bx中，段地址由DS提供。例如：

// 将内存单元的内容存入ax，内存单元的长度为2字节，存放一个字，段地址在ds中，偏移地址在bx中
mov ax,[bx]
// mov ax,((ds)*16+(bx))，将物理地址为((ds)*16+(bx))的内存内容存放入ax。

loop指令格式：

	mov cx [循环次数]
s:	do sth...(循环执行的代码段)
	loop s

利用cx来存放循环的次数；s标记了一处地址，该地址有一条指令；执行loop指令时，首先将(cx)-1，若(cx)不为0，则跳转至s标记的地址，执行该指令。
循环执行的程序段，要写在标号和loop指令的中间。

使用loop指令计算2^12：

用debug跟踪loop指令实现的循环程序:

1. 将运算结果存放到dx寄存器中时，要考虑运算的结果是否会超出该寄存器的存储范围；
2. 将一个字节的内存单元赋值给寄存器时，即使数据长度不一样，但是要保证数值是相等的；不能将一个字节的内存单元直接加到16位的寄存器中（将一个字节单元存放在低8位）；
3. 在汇编程序中，数字不能以字母开头，即大于9FFFh的数字，要在前面加0。

调试过程：
用u命令查看被Debug加载入内存的程序，可以看到，我们的程序在076A:0000~076A:001A的内存段中。

当指令是读取内存指令时，Debug会将要访问的内存单元中的内容显示，即(ffff6)=31h。

循环的过程：

循环前将cx-1，不为0，则执行loop指令，loop指令将ip设置为0012，即要循环指令的地址处。重新执行指令。如果我们要调试的程序中循环次数很多，我们不必每一条都去跟踪，这时可以使用p或者g命令来跳过。
g 0012命令执行后，CS:0012前的程序段被一一执行。

当下一条指令是loop指令时，使用p命令来跳过循环过程，它会重复执行指令，直到(cx)=0，也可以使用g命令直接跳过（如 g 0016）：

Debug和汇编编译器masm对指令的不同处理:

mov ax,[number]

在Debug程序中，表示将ds:number处的内容送到ax；而在汇编程序中，将被当作mov ax,0处理。
解决方法：

1. 在汇编程序中，如果要用[number]来表示内存单元，则必须在"[]"前显示地给出段地址所在地段寄存器。mov ax,ds:[number]
2. 如果"[]"里用寄存器，那么段地址则默认在ds中。

loop和[bx]的联合应用:

我们在最开始说到寄存器提到有两个问题，类型的不匹配和结果的越界。如何解决呢？现在的方法就是利用一个16位寄存器当中介。将内存单元中的8位数据赋值到一个16位寄存器ax中，再将ax中的数据加到bx上，从而使两个运算对象的类型匹配且不越界。

mov al,ds:[0]
mov ah,0
mov dx,ax

如果我们要将一段连续的内存单元（0~10）写入，那我们将写出以下代码

mov al,ds:[1]
mov ah,0
mov dx,ax
// 重复的8次该段指令
.
.
.
mov al,ds:[10]
mov ah,0
mov dx,ax

更好的办法？我们不能用常量来表示偏移地址，应该将偏移地址放到bx中，用[bx]的方式访问内存。每次循环后，X递增，指向下一个内存单元。
累加 ffff:0~ffff:b的内存单元：

inc [寄存器] ：使寄存器的值+1

段前缀：

段前缀的使用：DS ES
将内存ffff:0 ~ ffff:b单元中的数据送到0020:0 ~ 0020:f
思路：首先bx设置偏移地址，初始值为0，然后在cx中设置循环次数。利用dl作为两个内存单元的中转站。


因为只用到一个段地址寄存器，所以在每次循环中我们需要修改ds的值，我们可以使用两个段地址寄存器，省略需要修改段地址的程序段。
ES段地址寄存器：

• 第四章实验：[bx]和loop的使用

（1）：

注意点：在向内存写入数据时，先估计数据的大小，如果小于65535，则要选择低八位的寄存器，如果大于65535，那么分别将bl和bh写入 。 由于0:200 ~ 0:23F等同于0020：0 ~0023:f，所以总共有3f即（0 ~ 63）个内存单元。那么cx的值就设置为64。
（2）：

由于内存单元的序号和存入的数据同步，所以我们无需再用另外一个寄存器来存放要存入内存的数据。

// 关键
mov ds:[bx],bl

（3）：

• 包含多个段的程序

在代码段中使用数据:
如何用一段存储空间存储一些我们想进行运算的数据呢？我们不能自己随便决定。现在用的方法是在程序中定义数据，之后会被编译程序，连接程序作为作为程序的一部分写到可执行文件中，当可执行文件被加载入内存时，这些数据也同时被加载进内存。

// 定义字型数据，所占内存空间大小为16B
dw number

定义的字型数据存放在代码段。调试该程序：

前16个字节是我们定义的字型数据。由于CS:IP的指向是从数据开始的，所以我们必须用debug加载后，设置IP为10h，指向程序中的第一条指令，然后执行。但是这样无法在系统中直接运行，我们可以在程序中指明程序的入口处来解决。

这样程序就会从我们编写的第一条汇编指令开始执行。
格式：

assume cs:code
code segment
		.
		.
		数据
		.
		.
start:
		.
		.
		代码
		.
		.
code ends
end

在代码段中使用栈：

将数据，代码，栈放入不同的段：

一段内存中同时有数据段，代码段，栈段是非常混乱的，而且大小也有限制（<64KB,8086CPU）我们应该将它们进行分段，才能更好地管理和利用。

// 我们在栈段中定义了16个字=32B，所以sp的偏移地址=20h
// 使得ss:sp指向栈顶前一个单元
mov sp,20h 

// 将名称为data的段的段地址送入ax（8086CPU不允许直接将数据送入段地址寄存器），
// 用ds寄存器来存放数据段的段地址
mov ax,data
mov ds,ax
// 将名称为stack段的段地址送入ax，
// 用ss寄存器来存放栈段的段地址
mov ax,stack
mov ss,ax

程序中对段名的引用，如“data”，“stack”，“code”将被编译器处理为一个表示段地址的数值。 这里可以看出对于数据段，代码段，栈段都是我们自己定义的，在运行程序的时候再由汇编中指令指定哪里是数据段，代码段，栈段。CPU对于这些段如何处理，取决于我们程序中对CS，DS，SS等寄存器的设置。
对程序进行调试：

运行该程序，cs指向该程序的第一条指令，076B就是栈段的段地址（stack标记栈段的段地址，运行时再具体给出值）

可以看到栈段段地址已经被修改为075B，并且SP也被修改为20H。那么同理，076A就是数据段的段地址（data标记数据段的段地址，运行时候给出）

DS已经被修改为076A。我们可以查看该段地址的内容，验证该段地址是否为我们刚才自己定义的数据段段地址。

很明显是的。

• 实验五：编写，调试具有多个段的程序

（1）：

1. 程序返回前data中的数据不变
2. CS=076CH,SS=076BH,DS=076AH
3. 假设code段的段地址为X，data段的段地址为X-2，stack段的段地址为X-1

（2）：

注意，我们在数据段和栈段一共申请了4个字的空间。

前三问同（1）。但是，数据段四个字节后的地址并不是栈段，而是向上取整占满了16字节，0补充其余位。

（3）：

可以看到，这次分段并没有按照数据段，栈段，代码段的顺序。

1. 程序返回前data中的数据不变
2. CS=076AH,SS=076EH,DS=076DH
3. 假设code段的段地址为X，data段的段地址为X+3，stack段的段地址为X+4

（4）：

不指明程序的入口[end start 去掉start]只有第三个程序可以运行。程序运行时，CS:IP指向程序的首地址，而代码段刚好在首地址，所以可以执行。如果是数据段的话，反汇编出来的是杂乱的指令，并不能执行。
（5）：
博主的瞎搞版：

博主刚开始想利c段作为栈段，可是push指令一次必须压入一个字（SP-2），而我们前面定义数据是用db指令定义的（每个操作数占有1个字节），这也会导致我们相加后压入栈中，与前面数据段中的数据不会一一对应。并且为了压栈成功，SP的指向必须设置为16。

调试过程：

红线部分及以后是我们的数据段，黄线部分是我们的栈段，之后是我们的代码段。

运行一些指令后，栈段中出现了当前指令的地址076D：0016，前面有说过，想得起来吗？

循环的过程就不赘述了，查看内存我们可以看到，数据被逆序存放了，且al的数据被存放在低地址，ah存放在高地址。总的来说，不是很好的实现。

正确版：

运行结果如下，过程不赘述。

（6）：